2025年電氣工程師考試高壓電氣設(shè)備故障診斷專項訓練試卷考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.油浸式變壓器內(nèi)部發(fā)生低能放電或油老化時，油中首先顯著增多的氣體通常是（）。A.H?B.CH?C.C?H?D.CO2.在使用紅外熱成像技術(shù)檢測高壓設(shè)備時，設(shè)備溫度異常升高的主要原因是（）。A.絕緣介質(zhì)損耗增大B.線圈或繞組電阻增大C.介質(zhì)擊穿放電D.磁飽和損耗增加3.SF?斷路器發(fā)生內(nèi)部短路故障時，除了產(chǎn)生大量的SF?分解物外，通常還會觀察到（）。A.明亮的白光B.特征的聲學信號C.油色變化D.氣體壓力急劇下降4.進行高壓電纜外護套絕緣電阻測試時，發(fā)現(xiàn)絕緣電阻值隨時間（如加壓時間延長）顯著下降，這種現(xiàn)象通常表明（）。A.存在表面泄漏電流B.絕緣材料嚴重老化C.存在貫穿性故障D.測試設(shè)備精度不足5.某高壓開關(guān)柜A相接地保護動作，但檢查發(fā)現(xiàn)B、C相電壓正常，A相電壓為零，且A相接地故障指示燈亮。這表明（）。A.A相金屬性接地B.A相經(jīng)高阻抗接地C.B、C相存在絕緣劣化D.保護裝置誤動6.局部放電檢測中，超聲波法相比于特高頻法，其主要優(yōu)勢在于（）。A.對內(nèi)部氣隙放電的敏感度更高B.更容易實現(xiàn)非接觸式遠距離檢測C.抗電磁干擾能力更強D.設(shè)備成本通常更低7.測量高壓電容器絕緣介質(zhì)損耗角正切（tanδ）時，通常需要使用（）。A.西林電橋B.交流耐壓測試裝置C.感應式電壓表D.油中溶解氣體分析儀8.運行中的高壓電動機發(fā)生突然爆音、劇烈振動、電流急劇增大的現(xiàn)象，最可能發(fā)生了（）。A.繞組匝間短路B.轉(zhuǎn)子斷條C.定子繞組相間短路D.軸承損壞9.檢修后的油浸式變壓器在投入運行前，進行油中溶解氣體組分分析的目的是（）。A.判斷當前是否存在故障B.分析油品質(zhì)量C.監(jiān)督油質(zhì)隨時間的變化趨勢D.驗證檢修質(zhì)量，排除潛在故障隱患10.高壓設(shè)備進行直流耐壓試驗時，在達到試驗電壓并穩(wěn)壓一定時間后，逐步降低電壓并測量泄漏電流，其主要目的是（）。A.檢測設(shè)備的耐壓強度B.發(fā)現(xiàn)設(shè)備的低電阻接地故障C.評估絕緣的清潔程度D.測量設(shè)備的介質(zhì)損耗二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述變壓器油中溶解氣體分析（DGA）的基本原理及其在故障診斷中的主要應用。2.影響高壓設(shè)備紅外熱成像檢測準確性的主要因素有哪些？3.說明高壓開關(guān)設(shè)備進行局部放電（PD）檢測的必要性和主要檢測方法分類。4.列舉三種典型的高壓電氣設(shè)備故障類型，并簡述其主要的故障特征或現(xiàn)象。三、論述題（每題10分，共30分）1.某運行中的高壓電抗器，現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)其外殼有輕微滲油現(xiàn)象，油位計指示正常。隨后進行例行檢測，發(fā)現(xiàn)其直流電阻較上次測量略有增大，但仍在規(guī)程允許范圍內(nèi)。試結(jié)合電抗器可能存在的故障類型，分析上述現(xiàn)象，并提出進一步的檢測思路或措施。2.假設(shè)你接到報告，某變電站內(nèi)一臺110kVSF?斷路器在一次開關(guān)操作后，其微水含量檢測值顯著升高。請分析可能導致微水含量升高的原因，并闡述應如何進行檢查和處理。3.以高壓電動機為例，描述其發(fā)生絕緣故障（如定子繞組相間短路）的可能原因，并說明在故障發(fā)生后，應采取哪些步驟進行初步診斷和排查。---試卷答案一、選擇題1.A2.B3.B4.A5.A6.B7.A8.C9.D10.B二、簡答題1.原理：利用高壓設(shè)備絕緣故障（如放電、電暈、擊穿）時產(chǎn)生的微量溶解氣體，通過氣相色譜法（GC）分離并定量檢測，根據(jù)氣體的種類、數(shù)量及其在總烴、總可燃氣體等參數(shù)中的相對關(guān)系，判斷絕緣故障的類型、嚴重程度和發(fā)展趨勢。應用：早期發(fā)現(xiàn)潛伏性故障（如繞組過熱、局部放電）、判斷故障類型（如低能放電、高能放電）、評估故障發(fā)展趨勢、判斷檢修效果、進行狀態(tài)評估和預防性維護決策。2.影響因素：*環(huán)境因素：大氣溫度、濕度、風速、太陽輻射、電磁干擾等。*設(shè)備因素：設(shè)備本身結(jié)構(gòu)設(shè)計、運行工況（負荷、電壓）、設(shè)備缺陷（如緊固件松動、接觸不良）、設(shè)備臟污程度等。*測試因素：紅外熱像儀的性能（分辨率、測溫精度、視場角）、測溫方法（點溫、區(qū)域測溫、熱成像拼接）、紅外鏡頭的清潔度、操作人員經(jīng)驗等。3.必要性：局部放電是高壓設(shè)備絕緣劣化、老化甚至最終導致?lián)舸┑年P(guān)鍵過程。PD檢測能夠發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)電氣測試方法難以察覺的早期絕緣缺陷，實現(xiàn)設(shè)備的早期預警和狀態(tài)評估，提高設(shè)備運行的可靠性和安全性，預防突發(fā)性停電事故。主要檢測方法分類：*電氣法：如脈沖電流法、特高頻（UHF）法、高頻電流互感器（HFCT）法、暫態(tài)對地電壓法（TEV）等。*聲學法：如超聲波（AE）法。*光學法：如光學透明套管法、光纖光柵傳感法等。4.典型故障類型及特征/現(xiàn)象：*絕緣故障：表現(xiàn)為設(shè)備外殼或周圍出現(xiàn)放電聲（噼啪聲、爆裂聲）、可見光（藍紫色火花、電?。?、異味（臭氧味、氮氧化物味）、絕緣子破損、油色變黑、油泥增多、保護裝置動作等。*短路故障（相間、單相接地）：表現(xiàn)為電流急劇增大、電壓急劇下降或為零、保護裝置和開關(guān)跳閘、設(shè)備發(fā)出巨大響聲和強烈振動、產(chǎn)生電弧光、可能導致設(shè)備燒毀或爆炸。*過載故障：表現(xiàn)為設(shè)備溫度異常升高、絕緣材料加速老化、發(fā)出異常氣味、可能導致設(shè)備損壞或引發(fā)其他故障。三、論述題1.分析：電抗器外殼輕微滲油可能意味著密封性能有所下降或存在小裂紋，這可能導致水分侵入。但油位正常排除了油箱內(nèi)部嚴重漏油或故障性大量產(chǎn)氣的可能。直流電阻略有增大可能由以下因素引起：繞組導線輕微腐蝕或接觸不良導致電阻增大；鐵芯存在輕微飽和或硅鋼片疊壓不實導致渦流損耗增加，進而可能引起局部發(fā)熱導致電阻輕微變化；運行年限增長，絕緣老化輕微影響導電性能。結(jié)合滲油現(xiàn)象，需關(guān)注絕緣受潮風險。進一步的檢測應包括：復查滲油點位置和嚴重程度；進行絕緣電阻和介質(zhì)損耗角正切（tanδ）測試，重點評估絕緣受潮或老化情況；進行油中溶解氣體分析（DGA），檢查內(nèi)部是否存在早期放電或過熱跡象；若條件允許，可進行交流阻抗測試或空載損耗測試，進一步判斷鐵芯或繞組狀況。2.原因分析：SF?斷路器微水含量升高可能的原因有：*密封不良：如氣室結(jié)合面、充氣閥門、壓力表等處存在泄漏，使空氣中的水分進入。*運行環(huán)境惡劣：如環(huán)境濕度大，水分通過密封件緩慢滲入。*檢修污染：檢修過程中不慎帶入水分，或清洗劑未完全干燥。*SF?本身水解：SF?在電弧或高能電子作用下會發(fā)生水解，產(chǎn)生HF和SO?F?等，進而可能水解生成微量水（但通常水解是產(chǎn)氣主要原因，水解產(chǎn)水相對較少，需結(jié)合總烴等其他氣體分析綜合判斷）。*器身或絕緣材料吸潮：設(shè)備內(nèi)部絕緣材料對環(huán)境濕度敏感，可能吸收水分。*充氣設(shè)備或管路問題：用于充氣或補氣的設(shè)備或管路本身干燥不徹底或存在泄漏。檢查和處理：*檢查：仔細檢查斷路器各氣室結(jié)合面、閥門、充氣接口等處是否存在泄漏跡象；核對環(huán)境濕度是否超標；檢查檢修記錄和操作過程，排除人為引入水分的可能；進行油中氣體分析和微水含量連續(xù)監(jiān)測，觀察變化趨勢。*處理：根據(jù)檢查結(jié)果，采取相應措施，如緊固松動部件、更換密封件、對可疑部件進行清潔干燥處理、對整個斷路器進行干燥處理（如熱風干燥）、更換已損壞的密封件或閥門、必要時進行真空注氣等。處理后需重新進行微水含量檢測，直至合格。3.原因：*絕緣老化：絕緣材料（繞組絕緣）在長期過熱、電暈放電、化學腐蝕等作用下性能下降，導致絕緣強度降低。*受潮污染：絕緣表面或內(nèi)部受潮、附著污穢，降低絕緣電阻和介電強度。*運行過電壓：遭受操作過電壓或雷電過電壓沖擊，超過絕緣耐受極限。*機械損傷：絕緣受到外力沖擊、振動或安裝不當導致破損。*制造缺陷：繞組導線斷裂、絕緣層開裂等制造質(zhì)量問題。*老鼠、鳥類等啃咬。初步診斷和排查步驟：*信息收集：了解故障發(fā)生的時間、現(xiàn)象（聲音、氣味、儀表指示）、保護動作信息、設(shè)備運行歷史和近期維護情況。*外部檢查：首先目視檢查電動機外殼、接線端子、絕緣子、軸承等是否有明顯損傷、變形、燒傷痕跡、放電痕跡或異常氣味。*測量檢查：測量電動機的絕緣電阻（相間、相對地），判斷絕緣是否嚴重受潮或擊穿；測量繞組直流電阻，比較三相是否平衡，判斷是否存在斷路或接觸不良；檢查電源電壓是否正常。*聲音和振動檢查：仔細聽電動機運行聲音是否異常（有無摩擦聲、撞擊聲